一種三層鋁合金復(fù)合板材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及一種鋁合金復(fù)合板材，尤其涉及一種用于加工汽車油冷器底板的三層鋁合金復(fù)合板材。
【背景技術(shù)】
[0002]油冷器是汽車體的重要零配件，是保障汽車發(fā)動機安全運行及其壽命的重要零件，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如今市場上銷售的主流油冷器，多是采用由多層密集排列的鋸齒型錯列翅片同底板連接而成的鋁合金整體焊接結(jié)構(gòu)。其主要生產(chǎn)工藝為釬焊一次成形。鋁合金復(fù)合板材重量輕、耐腐蝕性能好、釬焊性好、性能可靠，因此被廣泛應(yīng)用于汽車冷卻系統(tǒng)中。
[0003]油冷器在高溫釬焊爐中釬焊后，各部分構(gòu)件焊合應(yīng)牢固，各構(gòu)件在高溫下不能變形，否則將產(chǎn)生虛焊或脫焊現(xiàn)象，影響油冷器的散熱效果。復(fù)合鋁合金板材作為油冷器底板的主要材料，其物理力學性能、化學成分及焊接性能等直接影響油冷器的質(zhì)量。
[0004]復(fù)合鋁合金板材是將釬焊材料(皮材)與基體金屬(芯材)按一定的包覆比，經(jīng)一定的復(fù)合工藝層狀復(fù)合在一起。為了適應(yīng)不同材料的需求，人們發(fā)展了多種復(fù)合技術(shù)，使復(fù)合后的材料性能更優(yōu)異，每一層材料充分發(fā)揮其不同的性能，這樣復(fù)合材料具有更多更好的性能，以及更低的成本。
[0005]為了滿足焊后的油冷器整體使用功能的需求以及良好的綜合力學性能，需要對復(fù)合鋁合金板材的皮材和芯材進行合理的選擇，選擇時主要考慮:芯材選擇時，由于焊接時要保證待焊的部件有足夠的強度不發(fā)生塌陷下垂，而且焊后的焊縫要達到一定的強度，而復(fù)合板的芯材作為支撐復(fù)合板的主要部分，必須選擇強度較好的材料;為了保證復(fù)合板材乳制成所要求的規(guī)格，需要有優(yōu)異的加工成形性能等。皮材選擇時，因皮材在最外層因而必須有較好的耐蝕性;皮材在釬焊焊接時直接提供部分釬料須具有良好的焊接性等。
[0006]傳統(tǒng)汽車油冷器底板是采用3系鋁合金及其改性鋁合金板，釬焊后屈服強度一般都較低，不能滿足油冷器底板對焊后強度的要求。為了滿足油冷器底板對焊后強度的要求，目前采用具有一定時效強化的6A02鋁合金板。時效強化是指在固溶了合金元素以后，在常溫或加溫的條件下，使在高溫固溶的合金元素以某種形式析出(金屬間化合物之類)，形成彌散分布的硬質(zhì)質(zhì)點，對位錯切過造成阻力，使材料強度增加。然而，6A02鋁合金板材由于含有0.45-0.9%的Mg元素，在保護性氣氛釬焊過程中Mg元素會形成Mg蒸汽，與爐體中的O2、CO2、N2反應(yīng)后在零件表面生成黑色的反應(yīng)產(chǎn)物，嚴重影響零件表面質(zhì)量，并且釬劑對零件表面的MgO的溶解有一定的限度。此外，Mg和MgO與釬劑反應(yīng)生成MgF2,使得釬劑熔點升高失去活性，嚴重影響釬焊質(zhì)量，使6A02鋁合金板材在做油冷器底板時不能采用保護性氣氛釬焊，只能采用真空釬焊來焊接組裝好的油冷器零件，降低了油冷器的生產(chǎn)效率，并增加了生產(chǎn)成本。
[0007]為了滿足油冷器底板對焊后強度的要求，可仍采用6A02鋁合金板來加工油冷器底板，但要解決6A02鋁合金在保護性氣氛釬焊的過程中Mg元素形成Mg蒸汽而帶來的一系列問題，即如何使6A02鋁合金板在釬焊過程中Mg蒸汽不會從合金中溢出至合金表面或是爐體中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種三層鋁合金復(fù)合板材，使得由此種復(fù)合板材制成的油冷器在保護性氣氛釬焊過程中，鋁合金復(fù)合板芯材6A02中的Mg元素變成Mg蒸汽后，被上下表面的皮材3003鋁合金阻斷而不能揮發(fā)至零件表面，使Mg蒸汽不能與爐體中其他氣體發(fā)生反應(yīng)，也不會與零件表面的釬劑發(fā)生反應(yīng)。
[0009]本發(fā)明的三層鋁合金復(fù)合板材，包括上皮材3003鋁合金、芯材6A02鋁合金和下皮材3003鋁合金，三種鋁合金順次疊加復(fù)合而成，其特征在于，該三種鋁合金的厚度比例為1:(8-15):1。
[0010]上述的三層鋁合金復(fù)合板材，三種鋁合金順次疊加復(fù)合時，所述3003鋁合金、6A02鋁合金和3003鋁合金板材經(jīng)熱乳復(fù)合至7.0mm厚。
[0011]上述的三層鋁合金復(fù)合板材，所述3003鋁合金、6A02鋁合金和3003鋁合金板材熱乳復(fù)合后進行冷乳，冷乳至所需的復(fù)合板厚度。
[0012]上述的三層鋁合金復(fù)合板材，所述3003鋁合金、6A02鋁合金和3003鋁合金板材形成的復(fù)合板冷乳后再進行成品退火。
[0013]上述的三層鋁合金復(fù)合板材，所述形成上皮材3003鋁合金、芯材6A02鋁合金和下皮材3003鋁合金的三層鋁合金復(fù)合板的抗拉強度為95-150MPa，屈服強度不小于85MPa，伸長率不小于20%。此種三層鋁合金復(fù)合板材經(jīng)釬焊后抗拉強度大于120MPa，屈服強度大于50MPa，伸長率不小于20%。
[0014]本發(fā)明提供的用于加工汽車油冷器底板的三層鋁合金復(fù)合板材，使得油冷器在保護性氣氛釬焊過程中，鋁合金復(fù)合板的芯材6A02中的Mg元素變成Mg蒸汽后，被上下表面的皮材3003鋁合金阻斷，不能揮發(fā)至零件表面，這樣使得Mg蒸汽不能與爐體中其他氣體發(fā)生反應(yīng)，也不會與零件表面的釬劑發(fā)生反應(yīng)，從而可以使油冷器組裝件順利完成保護性氣氛釬焊。三層鋁合金復(fù)合板材3003(6-10% )/6A02/3003(6-10% )采用保護性氣氛釬焊能大大提高油冷器的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。同時，由于保護性氣氛釬焊的焊后冷卻速度比真空釬焊快，能大大提高三層鋁合金復(fù)合板材3003(6-10% )/6A02/3003(6_10% )中6A02鋁合金的固溶度，通過自然時效使該復(fù)合板材的焊后強度較單一 6A02合金采用真空釬焊后的強度得到明顯提高。同時，由于6A02鋁合金除了本身鋁材質(zhì)外，主要含有鎂和硅兩種元素，具有極佳的加工性，且Mg是能增強鋁合金釬焊后強度的一種合金元素;3003鋁合金，除了本身鋁材質(zhì)外，主要含有錳元素，具有極好的防銹功能和良好的焊接性。本方案中，三種鋁合金的厚度比例為1:(8-15):1，此種比例厚度既使得皮材能夠很好的阻隔芯材中揮發(fā)出的Mg蒸汽，又能保證整個復(fù)合板的強度。該種鋁合金復(fù)合板結(jié)合了芯材的高強度與皮材的耐蝕與良好的焊接性的優(yōu)點，因而能保證所要加工的汽車油冷器底板質(zhì)量較佳。
【附圖說明】
[0015]圖1是三層鋁合金復(fù)合板芯材中的Mg蒸汽向上下皮材擴散的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案以及其各個方面的優(yōu)點。然而，以下描述的【具體實施方式】和實施例僅是說明的目的，而不是對本發(fā)明的限制。
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的示意圖，本發(fā)明提供了一種三層鋁合金復(fù)合板材3003(6-10%)/6A02/3003(6-10%)來加工汽車油冷器底板，即在6A02鋁合金上下表面通過熱乳分別復(fù)合上一層3003鋁合金，形成了上皮材3003鋁合金1、芯材6A02鋁合金2和下皮材3003鋁合金3的復(fù)合板材，該三種鋁合金的厚度比例為I:(8-15): I，優(yōu)選1:10.5:1S卩2:21: 2。
[0018]復(fù)合上述的三層鋁合金復(fù)合板材時，所述3003鋁合金、6A02鋁合金和3003鋁合金板材先經(jīng)熱乳復(fù)合至6-8mm厚，優(yōu)選7mm。
[0019]接下來，所述3003鋁合金、6A02鋁合金和3003鋁合金板材熱乳復(fù)合后進行冷乳，冷乳至所需的復(fù)合板厚度。
[0020]所述3003鋁合金、6A02鋁合金和3003鋁合金板材形成的復(fù)合板冷乳后再進行成品退火。
[0021]經(jīng)過上述步驟復(fù)合的三層鋁合金復(fù)合板材，形成上皮材3003鋁合金、芯材6A02鋁合金和下皮材3003鋁合金的三層鋁合金復(fù)合板，其抗拉強度為95-150MPa，屈服強度不小于85MPa，伸長率不小于20%。此種三層鋁合金復(fù)合板材經(jīng)釬焊后抗拉強度大于120MPa，屈服強度大于50MPa，伸長率不小于20%。
[0022]本發(fā)明在保護性氣氛釬焊過程中，當芯材6A02鋁合金2中的Mg元素變成Mg蒸汽后，被上下表面的上皮材3003鋁合金I和下皮材3003鋁合金3阻斷而不能揮發(fā)至零件表面，這樣使得Mg蒸汽不能與爐體中其他氣體發(fā)生反應(yīng)，也不會與零件表面的釬劑發(fā)生反應(yīng)，可以使油冷器組裝件順利完成保護性氣氛釬焊。
[0023]最后應(yīng)說明的是:顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。
【主權(quán)項】
1.一種三層鋁合金復(fù)合板材，包括上皮材3003鋁合金、芯材6A02鋁合金和下皮材3003鋁合金，三種鋁合金順次疊加復(fù)合而成，其特征在于，該三種鋁合金的厚度比例為1:(8-15):lo2.如權(quán)利要求1所述的三層鋁合金復(fù)合板材，其特征在于，疊加復(fù)合時，所述3003鋁合金、6A02鋁合金和3003鋁合金板材熱乳復(fù)合至7.0mm厚。3.如權(quán)利要求2所述的三層鋁合金復(fù)合板材，其特征在于，所述3003鋁合金、6A02鋁合金和3003鋁合金板材熱乳復(fù)合后進行冷乳，冷乳至所需的復(fù)合板厚度。4.如權(quán)利要求3所述的三層鋁合金復(fù)合板材，其特征在于，所述3003鋁合金、6A02鋁合金和3003鋁合金板材形成的復(fù)合板冷乳后再進行成品退火。5.如權(quán)利要求4所述的三層鋁合金復(fù)合板材，其特征在于，所述形成上皮材3003鋁合金、芯材6A02鋁合金和下皮材3003鋁合金的三層鋁合金復(fù)合板材的抗拉強度為95-150MPa，屈服強度不小于85MPa，伸長率不小于20 % ;此種三層鋁合金復(fù)合板經(jīng)釬焊后抗拉強度大于120MPa，屈服強度大于50MPa，伸長率不小于20%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三層鋁合金復(fù)合板材，其包括上皮材3003鋁合金、芯材6A02鋁合金和下皮材3003鋁合金，三種鋁合金順次疊加復(fù)合而成，其特征在于，該三種鋁合金的厚度比例為1：(8-15)：1。該種結(jié)構(gòu)的鋁合金復(fù)合板材，使得油冷器在保護性氣氛釬焊過程中，鋁合金復(fù)合板芯材6A02中的Mg元素變成Mg蒸汽后，被上下表面的皮材3003鋁合金阻斷而不能揮發(fā)至零件表面，使Mg蒸汽不能與爐體中其他氣體發(fā)生反應(yīng)，也不會與零件表面的釬劑發(fā)生反應(yīng)，提高了焊接質(zhì)量，可以使油冷器組裝件順利完成保護性氣氛釬焊，極大提高了油冷器的生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
【IPC分類】B32B15/01
【公開號】CN105563933
【申請?zhí)枴緾N201510945872
【發(fā)明人】陳琴, 呂金明, 張小軍
【申請人】銀邦金屬復(fù)合材料股份有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月16日